Introductieles voor cursus Elektrotechniek - basis - Hoofdstuk 4

Meten is weten, wordt wel gezegd. Maar wat wordt er binnen de elektrotechniek dan zoal gemeten?

Binnen de elektrotechniek meet je onder meer:

• Spanning; hoeveel spanning staat er op een bepaald punt?
• Stroom; bijvoorbeeld hoeveel stroom trekt een elektromotor?
• Weerstand; is bijvoorbeeld een relaisspoel doorgebrand of een lamp of zekering defect?
• Isolatieweerstand; is de isolatieweerstand van bekabeling of een motor nog voldoende hoog?

<< hier mist een afbeelding>> Figuur 17 Meten als hulpmiddel

Een spanningsmeting wordt in de praktijk verreweg het meest toegepast. Met deze meting kun eenvoudig en veilig veel informatie verzamelen om een storing te verhelpen. Ook bij het veilig kunnen uitvoeren van je werk (aantonen dat ergens geen spanning op staat) is een goede spanningsmeting essentieel. Let op: meten heeft pas zin als je vooraf hebt bedacht wat je zou moeten meten! 

Het gebruik van een universeelmeter in beeld

De animatie in figuur 18 laat zien hoe een multimeter kan worden gebruikt voor het meten van spanning, stroom en weerstand. Of je nu spanning, stroom of weerstand meet, elke meting heeft zijn specifieke aandachtpunten.

https://mijn.rovc.nl/_Blended-img/904/1548/Animatie/d5721840-12fe-42bb-a940-8d9f1c8c3994/index/index.html

Figuur 18 Animatie: de werking van een multimeter in beeld

Soort AC/DC

In de praktijk ontbreekt regelmatig het elektrisch schema. Soms weet je niet altijd welk soort spanning of stroom (AC of DC) je hoort te meten. Meet in dat geval zowel AC als DC. De hoogst gemeten waarde is dan bepalend. Daarmee weet je meteen of het om wissel- of gelijkspanning/stroom gaat. 

Meten met een universeelmeter

Een universeelmeter meet o.a:

• Wissel- en gelijkspanning
• Wissel- en gelijkstroom
• Weerstand

In de praktijk wordt een universeelmeter regelmatig gebruikt. Zo’n meter wordt ook wel multimeter genoemd.

Bij gebruik van een multimeter is het belangrijk om het volgende te bepalen:

• Welke aansluitbussen moet ik gebruiken?
• Op welke stand moet ik de draaischakelaar van de meter zetten?
• Welke waarde verwacht ik te meten?

De hedendaagse multimeters hebben een “autoranging” functie. In die stand stellen ze zich automatisch in om de gemeten waarde zo nauwkeurig mogelijk weer te geven op het display.

Oudere types

Er zijn nog genoeg multimeters waarbij je zelf moet bepalen wat het juiste meetbereik is. Deze zijn niet “autoranging”.

Bepaal ook hier eerst wat je gaat meten: wissel- of gelijkspanning, stroom, of weerstand. Afhankelijk van de keuze, zal je ook de juiste aansluitbussen moeten kiezen. Vervolgens kies je het juiste meetbereik door de draaischakelaar af te stemmen op de meetwaarde die je verwacht.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 19 Bij oudere types moet je naast de aansluiting ook het bereik kiezen met de draaischakelaar

Stel je de meter in op een te groot bereik dan wordt de getoonde waarde op het display onnauwkeuriger. Een te klein meetbereik geeft een afwijkend teken, soms “1. “. Maar ook “OL.” (overload) komt voor. De meter gaat hierdoor gelukkig niet defect.

Meten van spanning met een universeelmeter

Spanning meet je altijd tussen twee punten, de meter geeft dan het verschil aan. De COM-bus gebruik je voor het zwarte meetsnoer, de V/Ω-bus voor het rode meetsnoer. Zie figuur 20.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 20 Spanningsmeting tussen twee punten

De meter laat het verschil zien tussen spanning op de plus (24VDC) en de min (0VDC). Dit verschil is het linkerdeel van de figuur 24 – 0 = 24VDC. Rechts is het zwarte meetsnoer verbonden met de plus, het rode met de min. In dat geval is de waarde op het display: 0 -24 = - 24VDC.

Bij wisselspanning zie je geen verschil (plus of min) omdat de polariteit van de spanning continu wisselt.

Stroom meten met een universeelmeter

Voor het meten van stroom wordt naast de COM-bus de A-bus (ampère) gebruikt. Bij een stroommeting moet de te meten stroom door de universeelmeter lopen. In de praktijk vaak lastig omdat je dan bedrading moet losnemen. In figuur 21 is een opstelling te zien waar de multimeter in de ampèrestand staat en de ampèrebusaansluiting gebruikt wordt. De stroomkring wordt in dit geval onderbroken om de stroommeting te kunnen doen. De stroom zal vanaf de voedingskant via de meter lopen, door de lamp.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 21 Voor stroommeting moet je de leiding onderbreken.

Stroommeter die kortsluiting veroorzaakt

Let op: doordat een stroommeter in de leiding wordt geplaatst, mag deze GEEN weerstand hebben. Geen weerstand betekent in dit geval een kortsluiting. Ga je met de universeelmeter in de stroomstand wel over de plus en de min meten, dan veroorzaak je dus een kortsluiting. Zie figuur 22.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 22 Kortsluiting tussen de plus en de min

Aantonen van spanningsloosheid

Het aantonen van spanningsloosheid met een universeelmeter die ook stroom kan meten, is binnen de NEN3140 verboden omdat je onbedoeld kortsluiting kunt veroorzaken. Reden dat er universeelmeters bestaan zonder ampèrestand, of je kunt er een aparte stroomtang op aansluiten.

Weerstand meten met een universeelmeter

Voor het meten van weerstand gebruik je dezelfde aansluitbussen als bij het meten van spanning. Een weerstandsmeting voer je echter altijd spanningsloos uit. Daarnaast loop je bij grotere schakelingen de kans onbedoeld meerdere componenten tegelijk te meten. Dit omdat ze via de bedrading met elkaar zijn verbonden. Door het component los te nemen voorkom je onbetrouwbare meetresultaten. Zie figuur 23. In dit geval is het lampje defect, de weerstand is oneindig hoog.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 23 Weerstandsmeting met universeelmeter

In figuur 24 is de meetopstelling van de weerstand van een verwarmingselement weergegeven. Aan de hand van de batterijspanning en de stroom die gaat lopen, wordt de weerstand bepaald.

Weerstandsmetingen moeten altijd spanningsloos worden uitgevoerd.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 24 Meetopstelling

De universeelmeter heeft verschillende ohm bereiken. Stel dat het meetbereik is ingesteld op 200 ohm. Bij een digitale meter is dan de grootst af te lezen weerstand 199,9 ohm. Daarboven geeft de meter bijvoorbeeld streepjes aan. De laagste weerstand is 0 ohm. Deze weerstand ontstaat als de meetpennen tegen elkaar gehouden worden. Vaak blijkt, dat de meetsnoeren ook een zekere weerstand hebben. Hierbij is 0,3 ohm heel normaal. Soms kan deze weerstand automatisch worden weggewerkt door de meetpennen tegen elkaar te houden en een reset- of zero- toets te bedienen.

Meten met een Ampèretang

Eén van de meest veilige manieren om stromen te meten is meten met een Ampèretang. In figuur 25 zie je een afbeelding en toepassing van een Ampèretang.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 25 Stroom meet je veilig met een Ampèretang

Het grote voordeel van een Ampèretang is dat je hiermee stroom kunt meten zonder dat je bedrading los hoeft te maken. Je opent de bek door op de knop links te drukken, schuift de bek om de draad en laat dan de knop weer los.

De meeste Ampèretangen meten alleen wisselstroom. De modernere (en duurdere) exemplaren kunnen ook gelijkstroom meten. Zelfs wisselspanning, gelijkspanning en weerstand meten behoort tot de mogelijkheden. Daarvoor zitten er weer meetsnoeren bij, net als bij de multimeter.

Meten met een Duspol

Een Duspol (dubbelpolige spanningsaanwijzer) is een eenvoudig meetinstrument waarmee je veilig kunt controleren of er ergens spanning aanwezig is. Het is typisch een meetmiddel om spanningsloosheid aan te tonen (vaak in het kader van veilig werken aan elektrische installaties conform de NEN3140). Een Duspol werkt over het algemeen met LED’s die aangeven of en zo ja welke spanning (de hoogte) aanwezig is.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 26 Voorbeelden van een Duspol

De Duspol werkt in feite heel eenvoudig. De spanning meet je tussen twee punten en daartoe heb je twee meetpennen tot je beschikking. Door de goed geïsoleerde handvaten kan je altijd veilig werken.

Merknaam

Feitelijk is het woord Duspol een merknaam. Er zijn ook dubbelpolige spanningsaanwijzers van andere merken.

Vaak kunnen deze instrumenten niet lang onder spanning staan. De tijd die maximaal gebruikt mag worden om te meten is meestal zo’n 30 seconden.

Merkteken

Let er bij de aanschaf van een Duspol op of deze een merkteken heeft. Dit teken geeft aan dat deze geschikt is om in laagspanningsinstallaties tot 1000V gebruikt te worden. Deze zijn herkenbaar aan symbolen zoals die in figuur 27.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 27 Merktekens voor goedgekeurd elektrisch beschermmateriaal

Aanspreken aardlekschakelaar

Bij het gebruik van een Duspol bestaat de mogelijkheid dat aardlekschakelaars aanspreken als je tussen de fase en aarde meet. Het verbruik van de Duspol ligt dan boven de aanspreekstroom van de aardlekschakelaar.

Varianten

Van Duspols zijn uitgebreide varianten verkrijgbaar. Zoals een polariteitsindicatie (plus/min), fasevolgorde (L1/ L2 of L2/L1) of de werking als enkelpolige spanningszoeker waarbij de retourstroom capacitief via het vol-kunststof handvat loopt. Maar ook een weerstandmeting kan tot de mogelijkheden horen. De verschillende functies zijn dan te activeren via twee drukknoppen.

Isolatieweerstandsmeter (Megger)

De verschillende aders in een kabel, maar ook de spoelen in een elektromotor moeten ten opzichte van elkaar goed geïsoleerd zijn. Dit betekent in de praktijk een enorm hoge weerstand, voor een elektromotor bijvoorbeeld minimaal 1MΩ.

Een normale universeelmeter kan dit niet goed meten. Deze gebruikt de spanning van zijn eigen batterij (9V) om deze meting uit te voeren. Tussen twee motorspoelen staat in de praktijk meestal 400V, ook daar moet de isolatie tegen bestand zijn. Een isolatieweerstandsmeter werkt met zo’n hoge spanning, 500V of 1000V. Daarmee kun je weerstanden vanaf zo’n 10.000Ω nauwkeurig mee meten. Om toch ook lage weerstanden te kunnen meten is er een aparte stand. In figuur 28 is zo’n meter te zien.

<<hier mist een afbeelding>> Figuur 28 Megger, met een test knop die zorgt voor bijvoorbeeld 500 V meetspanning

De test met de hoge meetspanning doe je door de testknop in te drukken en ingedrukt te houden

In de praktijk zie je de gemeten waarde dan vaak oplopen. Is de eindwaarde groter dan 1MΩ, dan voldoet de isolatie. Blijft de meetwaarde eronder, dan leidt dit meestal niet direct, maar op termijn wel tot problemen.

Let op: bij verkeerd gebruik kan de hoge meetspanning van een isolatieweerstandsmeter gevoelige apparatuur beschadigen.

Meten met een isolatieweerstandsmeter

In de onderstaande video van figuur 29 wordt de isolatiewaarde van de spoelen van een elektromotor ten opzichte van het huis en onderling gemeten met een behulp van een isolatieweerstandsmeter.

Figuur 29 FILM: Isolatiewaarden van de motorwikkelingen meten met een Megger

Figuur 29 FILM: Isolatiewaarden van de motorwikkelingen meten met een Megger

Inschrijven

Heb je de smaak te pakken gekregen, schrijf je dan in voor één van de elektrotechniekcursussen van ROVC, bekijk hier het totale aanbod. Nog advies nodig, bel dan met de studieadviseurs! Kies ROVC als opleider voor opleiden zonder ballast.